ЗМІСТ
Введення
1. Мембранна технологія очищення води
2. Класифікація мембранних процесів
3. Переваги та недоліки використання мембранної фільтрації
4. Універсальні мембранні системи очищення питної води
Список використаної літератури
ВЕДЕННЯ
Неконтрольований скидання промислових, сільськогосподарських і побутових відходів призвів до значного погіршення якості води, що йде на господарсько-питні потреби. У воді з'явилися такі токсичні речовини як пестициди, гербіциди, феноли, нітрити, важкі метали (ртуть, кадмій, свинець та ін). Застосовувані на муніципальних водопідготовчих підприємствах технології не дозволяють повністю видалити ці забруднення при водопідготовці.
Близько 40 років тому почала розвиватися принципово інша технологія очищення води - мембранна технологія. Вона заснована на пропущенні води під тиском через напівпроникну мембрану і поділі води на два потоки: фільтрат (очищена вода) і концентрат (Концентрований розчин домішок). Мембранна фільтрація незамінна для позбавлення води від мікробів. Принцип методу мембранної фільтрації - концентрування присутніх у аналізованій пробі мікроорганізмів на поверхні мембранного фільтру з розміром пор 0,45-0,65 мкм шляхом пропускання проби через фільтр. Після фільтрації проби, фільтр із затриманими мікроорганізмами поміщають на поживне середовище і інкубують у відповідних умовах.
Мембранні фільтри є фільтрами, які утримують частинки на своїй поверхні, що означає відсутність утримування частинок на внутрішній тканини фільтру. Завдяки рівномірному і однорідному розподілу пор на поверхні легко визначити максимальний розмір частинок, які можуть пройти через фільтр, так що можна говорити про абсолютне рівні фільтрування. Ці фільтри не змінюють природу фільтрату і майже не адсорбують рідина всередині себе.
Слід пам'ятати, що по ефективності очищення мембранні системи не мають собі рівних: вона досягає практично 100% по кожному з видів забруднень. Досить сказати, що тільки перелік видаляються домішок займає не одну сторінку. Через дрібні пори напівпроникною тонкоплівкової мембрани, що мають розмір порядка 0,0001 мікрона, здатні просочитися під тиском тільки молекули води і кисню, а всі домішки, що залишаються по іншу сторону мембрани, зливаються в дренаж.
мембранний фільтрація вода очистка
1. Мембранна технологія ОЧИЩЕННЯ ВОДИ
Якщо по різні боки напівпроникної мембрани знаходяться солесодержащіе розчини з різною концентрацією, молекули води будуть переміщатися через мембрану із слабо концентрованого розчину в більш концентрований, викликаючи в останньому підвищення рівня рідини. Із за явища осмосу процес проникнення води через мембрану спостерігається навіть у тому випадку, коли обидва розчини знаходяться під однаковим зовнішнім тиском. Було встановлено, що процес цей триває до тих пір, поки між розчинами не встановиться певна різниця в тиску, так зване осмотичний тиск - сила, під дією якої вода проходить через мембрану. У 60-ті роки ХХ ст. було виявлено, що якщо штучно до концентрованого розчину прикласти тиск, більше осмотичного, то буде протікати зворотний процес: молекули води будуть переходити з концентрованого розчину в розбавлений. Цей процес називається В«зворотним осмосомВ». В процесі зворотного осмосу вода і розчинені в ній речовини розділяються на молекулярному рівні, при цьому з одного боку мембрани накопичується практично ідеально чиста вода, а всі забруднення залишаються по іншу її сторону. Тоді вчені прийшли до висновку, що явище зворотного осмосу можна використовувати для очищення води від різних домішок, так як зворотний осмос забезпечує набагато вищий ступінь очищення, ніж більшість традиційних методів фільтрації, заснованих на фільтрації механічних частинок і адсорбції ряду речовин за допомогою активованого вугілля. Крім того, метод зворотного осмосу набагато простіше і дешевше в експлуатації по порівнянні з іонообмінними системами. Спочатку зворотний осмос застосовувався для опріснення морської води. Поступово стали виготовлятися мембрани з різним діаметром пір, відповідно забезпечують різну чистоту води на виході.
2.Классіфікація МЕМБРАННИХ ПРОЦЕСІВ
Мембранні процеси можна класифікувати за розмірами затримуваних частинок на наступні типи:
мікрофільтраціонние (MF)
Ультрафільтраційні (UF)
нанофільтраційні (NF)
обратноосмотичні (RO).
При переході від мікрофільтрації до зворотного осмосу розмір пор мембрани зменшується і, отже, зменшується мінімальний розмір затримуваних часток. При цьому, чим менше розмір пор мембрани, тим більший опір вона чинить потоку і тим більший тиск потрібно для процесу фільтрації.
Мікрофільтраціонние мембрани з розміром пор 0,1-1,0 мкм затримують найдрібніші суспензії і колоїдні частинки, що визначаються як каламутність. Як правило, вони використовуються, коли є необхідність у грубому очищенні води або для попередньої підготовки води перед більш глибокої очищенням.
ультрафільтраційних мембрани з розміром пор від 0,01 до 0,1 мкм видаляють великі органічні молекули (Молекулярна вага більше 10 000), колоїдні частки, бактерії і віруси, не затримуючи при цьому розчинені солі. Такі мембрани застосовуються в промисловості і в побуті і забезпечують стабільно високу якість очищення від вищеперелічених домішок, не змінюючи при цьому мінеральний склад води.
нанофільтраційні мембрани характеризуються розміром пор від 0,001 до 0,01 мкм. Вони затримують органічні сполуки з молекулярною масою вище 300 і пропускають 15-90% солей в залежності від структури мембрани.
Обратноосмотічеськіє мембрани містять самі вузькі пори, і тому є самими селективними. Вони затримують усі бактерії і віруси, більшу частину розчинених солей і органічних речовин (у тому числі залізо і гумусові сполуки, що додають воді кольоровість і патогенні речовини), пропускаючи лише молекули води невеликих органічних сполук і легких мінеральних солей. В середньому RO мембрани затримують 97-99% всіх розчинених речовин, пропускаючи лише молекули води, розчинених газів і легких мінеральних солей. Такі мембрани використовуються під багатьох галузях промисловості, де є необхідність в отриманні води високої якості (розлив води, виробництво алкогольних і безалкогольних напоїв, харчова промисловість, фармацевтика, електронна промисловість і т. д.). Використання двоступінчастого зворотного осмосу (вода двічі пропускається через обратноосмотичні мембрани) дозволяє отримати дистильовану і демінералізовану воду. Такі системи є економічно вигідною альтернативою дистилятор-випарник і використовуються на багатьох виробництвах (Гальваніка, електроніка і т. д.). В останні роки почався новий бум в мембранної технології. Мембранні установки стали все більше і більше використовуватися в побуті. Це стало можливим завдяки науковим і технологічним досягненням: мембранні апарати стали дешевшими, зросла питома продуктивність і знизилося робочий тиск. Системи зворотного осмосу дозволяють отримати найчистішу воду, яка задовольняє СанПіН В«Питна водаВ» та європейським стандартам якості для питного водокористування, а також усім вимогам для використання в побутовій техніці, системи опалення та сантехніці.
3. ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ ВИКОРИСТАННЯ мембранної фільтрації
Метод мембранної фільтрації володіє наступними перевагами:
1) Кількісне визначення
2) Висока точність
3) Дослідження проб великих об'ємів
4) Виключення впливу інгібіторів росту
5) Економія поживних середовищ
6) Економія часу
7) Документування результату
Метод мембранної фільтрації вирішує всі недоліки очищення води від мікробів:
Якщо в досліджуваному зразку води очікується низький вміст мікроорганізмів, можна взяти великий об'єм проби. При фільтрації на мембрані затримаються...
